Esquema del dise\u00f1o, fabricaci\u00f3n y aplicaci\u00f3n de m\u00fasculos proteicos artificiales. a) Caracter\u00edsticas musculares naturales. Inspirado en los materiales de alto rendimiento de la naturaleza, elastina y resilina. b) Se dise\u00f1an nuevos genes de prote\u00ednas para producir biotecnol\u00f3gicamente las prote\u00ednas recombinantes correspondientes. c) Producir una prote\u00edna sensible al pH (DSY)16 d) secuencia superior en rojo) y una prote\u00edna sensible a la temperatura (VRY)16 (d) secuencia inferior en gris\/negro). e) La formaci\u00f3n de redes de prote\u00ednas fotoqu\u00edmicas permite la fabricaci\u00f3n de m\u00fasculos 3D en capas con formas variables. f) El uso de una reacci\u00f3n de oscilaci\u00f3n de pH basada en la reacci\u00f3n de Landolt (recuadro inferior) permite una reacci\u00f3n semicontinua alimentada qu\u00edmicamente que impulsa movimientos musculares de prote\u00ednas aut\u00f3nomos en una configuraci\u00f3n de reacci\u00f3n especialmente dise\u00f1ada e impresa en 3D. Cr\u00e9dito: DOI: 10.1002\/aisy.202100189 <\/p>\n
Dr. Stefan Schiller y el Dr. Matthias Huber del Grupo de Excelencia livMatS de la Universidad de Friburgo han logrado desarrollar un m\u00fasculo \u00fanicamente sobre la base de prote\u00ednas naturales. Las contracciones aut\u00f3nomas del material, que los investigadores presentaron en la revista Advanced Intelligent Systems, se pueden controlar con la ayuda de cambios de pH y temperatura. Los movimientos son impulsados por una reacci\u00f3n qu\u00edmica que consume energ\u00eda molecular para este fin. \u00abNuestro m\u00fasculo artificial es todav\u00eda un prototipo\u00bb, dice Schiller. \u00abSin embargo, la alta biocompatibilidad del material y la posibilidad de ajustar su composici\u00f3n para que coincida con un tejido particular podr\u00eda allanar el camino para futuras aplicaciones en medicina reconstructiva, pr\u00f3tesis, farmac\u00e9utica o rob\u00f3tica blanda\u00bb. <\/p>\n
En el pasado, los cient\u00edficos ya han tomado prote\u00ednas naturales como base para desarrollar sistemas de m\u00fasculos artificiales y las han convertido en min\u00fasculas m\u00e1quinas moleculares o en pol\u00edmeros. Sin embargo, a\u00fan no ha sido posible desarrollar materiales musculares sint\u00e9ticos que sean completamente de base biol\u00f3gica y se muevan de forma aut\u00f3noma con la ayuda de la energ\u00eda qu\u00edmica.<\/p>\n
Material basado en la prote\u00edna natural elastina<\/p>\n
El material utilizado por el equipo de Freiburg se basa en elastina, una prote\u00edna fibrosa natural que tambi\u00e9n se encuentra en los humanos, por ejemplo, dando elasticidad a la piel y los vasos sangu\u00edneos. Siguiendo el modelo de esta prote\u00edna, los investigadores desarrollaron dos prote\u00ednas similares a la elastina, una de las cuales responde, por ejemplo, a las fluctuaciones del pH, la otra a los cambios de temperatura. Los cient\u00edficos combinaron las dos prote\u00ednas por medio de enlaces cruzados fotoqu\u00edmicos para formar un material bicapa. En este proceso es posible dar forma flexible al material y establecer la direcci\u00f3n de su movimiento.<\/p>\n
Las contracciones se pueden activar y desactivar con la ayuda de los cambios de temperatura<\/p>\n
Los investigadores lograron induciendo las contracciones r\u00edtmicas utilizando una fuente de energ\u00eda qu\u00edmica como combustible, en este caso sulfito de sodio. En una reacci\u00f3n qu\u00edmica oscilante en la que el pH cambia en ciclos debido a un enlace especial de varias reacciones, la energ\u00eda a\u00f1adida se convirti\u00f3 en energ\u00eda mec\u00e1nica a trav\u00e9s de estados de no equilibrio del material. De esta forma, los investigadores indujeron al material a contraerse de manera aut\u00f3noma y c\u00edclica. Tambi\u00e9n pudieron activar y desactivar las contracciones con la ayuda de los cambios de temperatura: la reacci\u00f3n qu\u00edmica oscilante comenz\u00f3 a una temperatura de alrededor de 20 grados cent\u00edgrados y el material comenz\u00f3 a realizar movimientos r\u00edtmicos. En el proceso, fue posible programar ciertos estados para que el material asumiera y restablecerlos nuevamente con otro est\u00edmulo. Los cient\u00edficos lograron as\u00ed un sistema simple para implementar el aprendizaje y el olvido a nivel material.<\/p>\n
\u00abDado que se deriva de la prote\u00edna elastina natural y es producida por nosotros a trav\u00e9s de medios biotecnol\u00f3gicos, nuestro material est\u00e1 marcado por una alta sostenibilidad que tambi\u00e9n es relevante para las aplicaciones t\u00e9cnicas\u00bb, explica Schiller. \u00abEn el futuro, el material podr\u00eda desarrollarse a\u00fan m\u00e1s para responder a otros est\u00edmulos, como la concentraci\u00f3n de sal en el medio ambiente, y consumir otras fuentes de energ\u00eda, como el malato derivado de la biomasa\u00bb. <\/p>\n
Explore m\u00e1s<\/p>\n
Estructuras programables desde la impresora M\u00e1s informaci\u00f3n:<\/strong> Matthias C. Huber et al, An Autonomous Chemically Fueled Artificial Protein Muscle, Advanced Intelligent Systems (2022). DOI: 10.1002\/aisy.202100189 Proporcionado por la Universidad de Freiburg Cita<\/strong>: M\u00fasculos artificiales hechos de prote\u00ednas (28 de enero de 2022) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https:\/\/medicalxpress.com\/news\/2022-01 -artificial-muscles-proteins.html Este documento est\u00e1 sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigaci\u00f3n privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona \u00fanicamente con fines informativos.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Esquema del dise\u00f1o, fabricaci\u00f3n y aplicaci\u00f3n de m\u00fasculos proteicos artificiales. a) Caracter\u00edsticas musculares naturales. Inspirado en los materiales de alto rendimiento de la naturaleza, elastina y resilina. b) Se dise\u00f1an nuevos genes de prote\u00ednas para producir biotecnol\u00f3gicamente las prote\u00ednas recombinantes correspondientes. c) Producir una prote\u00edna sensible al pH (DSY)16 d) secuencia superior en rojo) y … Continuar leyendo \u00abM\u00fasculos artificiales hechos de prote\u00ednas\u00bb<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-5732","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5732","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=5732"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5732\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=5732"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=5732"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=5732"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}